مفهوم علم المناخ ومراحل تطوره

abdulla · 03-14-2011, 05:49 PM

الأقليم المصدري: Resource Region

يقصد بالاقليم المصدري بانه (المنطقة التي تنشأ فيها الكتل الهوائية والذي يكسبها خصائص حرارية ورطوبة متجانسة تتميز بها)، ولكي نطلق على هذه المنطقة بأنها اقليم مصدري للكتل الهوائية فلابد من توفر شرطين اساسين للاقليم المصدري هما:

1- يجب أن تكون منطقة الاقليم المصدري الذي تنشأ فيها الكتله الهوائية متجانسة من خلال السطح الذي تنشأ فيه، اذ ان صفة التجانس للسطح في كونه مسطحاً مائياً أو يابساً يعطي للهواء تجانسه في خصائصه الحرارية والرطوبة، في حين ان التنوع في طبيعة السطح كان يكون جزء منه يابساً واخر فيه مياه فأن الكتلة لا تتجانس للاختلاف في عمليتي التسخين بين الماء واليابس وما يحتويانه من رطوبة.

2- اما الشرط الثاني فيتمثل في أن تكون المنطقة أو الأقليم المصدري منطقة سكون للهواء لمدة طويلة من الزمن، اذ تسمح المدة الطويلة لخصائص الهواء بالتوازن أولاً كما ان سكون الهواء واستقراره فوق المنطقة يسمح للهواء ان يأخذ صفات المنطقة التي تتكون فوقها ثانياً، اذ ان انتقال الحرارة والرطوبة من هذه المنطقة الى الهواء المستقر فوقه يتطلب ان يبقى الهواء مستقراً لمدة تزيد عن ثلاثة ايام على اقل تقدير.ويوجد نوعين من الأقاليم المصدرية هما:

أ‌- الأقاليم المصدرية الأولية والتي تنشأ فوقها الكتل الهوائية الكبيرة الحجم أولا وتبقى فيها مدة طويلة تقترب من فصل واحد أو اكثر ثانياً.
ب‌- الاقاليم المصدرية الثانوية وتنشأ في الاقاليم أو المناطق والتي لا يبقى فيها الهواء مستقراً أو راكداً دائماً، وانما يكون بحركة مستمرة مما يؤثر على تغير صفاته وعدم انتظامه.
3- تصنيف الكتل الهوائية وخصائص كل منها :

يعتمد تصنيف الكتل الهوائية بشكل عام على دوائر العرض التي تنشأ أو توجد فيها الأقاليم المصدرية والتي تحدد الخصائص الحرارية للكتلة الهوائية أولاً وعلى طبيعة سطح ذلك الأقليم (سواء اكان بشكل يابس أو ماء) والذي يحدد خصائص رطوبتها أو جفافها ثانياً، اذ تحدد دوائر العرض للاقاليم المصدرية طبيعة درجة الحرارة، في حين يحدد السطح طبيعة وخصائص الرطوبة التي تحتويها الكتلة الهوائية.

وتصنف الكتل الهوائية تبعاً لوائر العرض الذي تقع في ضمنه الأقاليم المصدرية الى:

1. كتلة هوائية متجمدة ويرمز لها بالحرف A (( Arctic .
2. كتلة هوائية قطبية ويرمز لها بالحرفP (Polar) .
3. كتلة هوائية مدارية ويرمز لها بالحرفT (Tropical) .
4. كتلة هوائية استوائية ويرمز لها بالحرف E (Equatorial) .

وتحدد خصائص ورمز الكتلة الأقليم المصدري (يابس أو ماء) فيرمز بالحرف (C) (لليابسة Continental) و(M) (للمحيط أو الماء Maritime) ، اذ ان (C) تعني ان الكتلة نشأت فوق اليابس أو القارة و(M) تعني ان الكتلة اقليمها المصدري مسطحات مائية.

وقد قام العالم بيرجيرون Bergeronعام 1925 بتصنيف الكتل الهوائية معتمداً على درجة الحرارة والرطوبة، وحدد درجة الحرارة وفقاً لدوائر العرض، في حين حدد الموقع بالنسبة لليابس والماء في تحديد خصائص الكتلة رطوبياً، ووفق ما يأتي:

1. الكتل الهوائية المتجمدة Arctic Masses : ويرمز لها بالحرف (A ) وتقسم الى قسمين كتل متجمدة تنشأ في شمال الكرة الأرضية وتتوزع الى شمال دائرة العرض القطبية الشمالية والثانية الى جنوب الدائرة القطبية الجنوبية Antarctica، وتتميز بكونها كتل باردة جداً تقل الحرارة فيها عن (-46مْ).

2. كتل هوائية قطبية Polar Air Masses: ويرمز لها بالحرف(P) وتترأوح درجة الحرارة فيها بين( 0- 11مْ). وتقسم الى نوعين:

أ‌- كتل هوائية قطبية قارية Continental Polar Air Masses ويرمز لها بالحرفين (CP): وتنشأ في النصف الشمالي فوق الاقسام الشمالية من قارات أوراسيا وامريكا الشمالية وفي جرينلاند وكندا والقسم الأوسط من سهول سيبيريا بين دائرتي عرض (45- 60 ْ شمالاً)، وتتميز بان الحرارة فيها تترأوح بين (0-11مْ) والرطوبة (1.4غم/كغم) ولاتوجد في النصف الجنوبي لان معظمه مسطحات مائية ضمن دوائر العرض التي تنشأ فيها.
ب‌- كتل هوائية قطبية بحرية Maritime Polar Air Masses: ويرمز لها بالحرفين (MP) وتنشأ فوق شمال المحيط الأطلسي والهادئ وبين دائرتي عرض (45- 50 ْ شمالاً وجنوباً)، وتكون اقل برودة اذ تصل الحرارة الى (4مْ)، وتحتوي على كمية من بخار الماء تصل الى (4.4 غم/كغم) لاسيما في الشتاء، وتسبب سقوط الأمطار في هذا الفصل. جدول (25)

3- كتل هوائية مدارية Tropical Air Masses: ويرمز لها بالحرف (T) المأخوذة من الكلمة Tropical أي المدار، وتنشأ فوق مناطق الضغوط العالية شبه المدارية في الصحاري أو المحيطات، وتكون دافئة أو حارة وهي على نوعين:

أ‌- كتل هوائية مدارية قارية Continental Tropical Air Masses : ويرمز لها بالحرفين (CT) تنشأ فوق يابس القارات المدارية، حيث يوجد الضغط العالي الدائمي، وتكون حارة جافة ومحملة بالاتربة صيفاً لان مصدرها الاراضي اليابسة فوق الصحاري المدارية كما في الصحراء الافريقية الكبرى وشبه الجزيرة، ووسط استراليا, وتصل درجة الحرارة فيها الى حوالي (24مْ)، اما الرطوبة فهي اقل من (11غم/كغم)، وفي الشتاء تكون منخفضة الحرارة ومقترنة بالجفاف باردة وجافة. جدول رقم (25)
ب‌- كتل هوائية مدارية بحرية Maritime Tropical Air Masses: ويرمز لها بالحرفين (MT) وتنشأ فوق المحيطات المدارية في ضمن مركز الضغط العالي الدائمي وهي دافئة تصل الحرارة فيها الى حوالي(21مْ) وفيها نسبة من بخار الماء تصل الى (17غم/كغم) لأنها تتكون فوق المحيطات المدارية ذوات الحرارة المرتفعة يرافقها ظهور الضباب خلال فصلي الربيع وبداية الصيف ، واذا انتقلت الى اليابس الحار فأن هواءها يسخن في طبقاته السفلى ويرتفع للاعلى فيتكاثف وتسقط الامطار الغزيرة مصحوبة بعواصف رعدية.
4- كتل هوائية استوائيةEquatorial Air Masses: ويرمز لها بالحرف (E) وتقع بين (0-10 ْ شمالاً وجنوباً) وتقسم الى :
أ‌- كتل هوائية قارية Equatorial Air Masses ( CE).
ب‌- كتل هوائية بحرية Equatorial Air Masses (ME).

وتحتوي هذه الكتل على خصائص حرارية تصل الحرارة فيها الى (27مْ)، اما خصائصها الرطوبية فتصل الى اكثرمن (19غم/كغم) ،ولا توجد كتل هوائية استوائية قارية وذلك لان اليابسة في المنطقة الأستوائية تتعرض الى امطار غزيرة ودائمية ، مما يؤدي الى رطوبة عالية في الهواء وتستطيع ان تزود الهواء بكل مايتطلبه من بخار فتصبح كتل هوائية رطبة تشبه الى حد ما الكتل الأستوائية البحرية.

وعندما تتحرك الكتل الأستوائية البحرية الى المناطق اليابسة تفقد معظم رطوبتها وتصبح جافة ، وتتوقف درجة حرارة الكتلة الهوائية على حرارة المنطقة التي نشأت فوقها أو التي تمر عليها ، وتعد دافئة اذا كانت حرارتها اعلى من حرارة المنطقة التي تمر عليها ، والكتل الهوائية البحرية تكون دافئة في الشتاء بالنسبة لليابس وبالعكس صيفاً.

abdulla · 03-29-2011, 06:38 PM

رابعاً: تأثير الكتل الهوائية على خصائص الطقس والمناخ :

1- تؤثر الكتل الهوائية على عدد من المناطق التي تنشأ فوقها كتل من نوع واحد فقط كما هو عليه الحال في شمال ووسط كندا والتي تنشأ فيها كتل هوائية قطبية قارية (CP)، وكذلك في الأقاليم التي تقع داخل نطاق الضغط العالي فوق المداري حيث تنشأ فيها كتل هوائية قارية ( CT ) أو بحرية (MT ) مما تحدد من الخصائص الطقسية والمناخية السائدة فيها.
2- ويظهر تاثير الكتل الهوائية بعكس ذلك في المناطق التي تتعرض لنوع معين من الكتل في فصل من فصول السنة والى نوع اخر في فصل اخر، وينتج عن ذلك تباين مناخي وتغير في الطقس بين الفصلين، ففي منطقة منشوريا وشمال شرق الصين تسود كتل هوائية قطبية قارية خلال الفصل البارد ، والتي يرافقها انخفاض في معدلات درجات الحرارة مع الجفاف، في حين نجد ان الفصل البارد والمعتدل تسيطر خلاله كتل هوائية مدارية بحرية رطبة ، فتتغير الظروف الطقسية والمناخية فترتفع الحرارة وتزداد رطوبة الجو مما يؤثر ذلك على تغير نظام سقوط الامطار وكمياتها.
3- وتتأثر مناطق آخرى من سطح الأرض من خلال تعرضها لكتل هوائية مختلفة على مدار السنة ، لذا يكون طقسها متميزاًبتغيره بين مدة واخرى، كما يظهر ذلك في المناطق الغربية من قارة أوربا التي تتأثر بالكتل المدارية القارية الدافئة والكتل القطبية الباردة بنوعيها القطبية القارية (CP ) والقطبية البحري (MP)، في حين تقع مناطق اخرى منها في ضمن مناطق الصراع المستمر بين الكتل الهوائية المتباينة في خصائصها الحرارية والرطوبية.

4- وتخضع مناطق اخرى من سطح الارض تحت تأثير كتل هوائية ذوات صفات معينة وخلال مدة قصيرة لا تتجأوز عدداً من الايام ثم يختفي تأثيرها لتظهر كتل هوائية اخرى ذوات صفات مختلفة تماماً ، فضلاً عن ذلك فان هذه المناطق تكون عرضة لحدوث الأنخفاضات الجوية وألاعاصير، كما في منطقة غرب أوربا والتي تقع تحت تأثير الكتل الهوائية المدارية البحرية المتحركة من المحيط الأطلسي، وكتل هوائية مدارية قارية تصل لها من الصحراء الكبرى عبر البحر المتوسط، فضلاً عن تأثرها بالكتل الهوائية القطبية القارية القادمة من أواسط شمال وشرق سيبيريا، واخرى بحرية قادمة من المحيط المتجمد الشمالي، وتتميز هذه المناطق والأقاليم التي تؤثر عليها هذه الكتل الهوائية بتغير وتباين الخصائص الحرارية والرطوبية خلال فصول السنة، وتتغير مع ذلك خصائص الطقس والمناخ وما يرافق ذلك من ظواهر جوية سريعة التغير.

5- تتميز الكتل الهوائية المدارية القارية( CT ) بأنها اكثر حرارة من الكتل المدارية البحرية (MT) ، وذلك يرجع لان مصدر نشوء الكتل المدارية القارية هو الارض اليابسة التي تتميز بأنها اسرع في اكتساب الحرارة من المسطحات المائية التي تنشأ فوقها المدارية البحرية، وكذلك نجد ان الكتل القطبية القارية (CP) اخفض حرارة من الكتل القطبية البحرية ( MP)، وذلك لان القطبية القارية نشأت في اقليم مصدري (ارض يابسة) يفقد الحرارة بسرعة مقارنة مع الاقليم المصدري لكتل القطبية البحرية (وهو مسطحات مائية) يفقد الحرارة ببطء لذلك تكون ادفء، اما من حيث الخصائص الرطوبية فأن الكتل البحرية سواء اكانت مدارية بحرية ام قطبية بحرية فأنها تحمل بخار ماء اكثر مما هي عليه في الكتل القارية سواء اكانت مدارية قارية ام قطبية قارية، كما تتباين الكتل البحرية فيما بينها، اذ ان الكتل المدارية البحرية تحمل رطوبة اكثر من الكتل القطبية البحرية لان الهواء المرتفع الحرارة في الكتلة الهوائية المدارية البحرية له القدرة على حمل بخار الماء اكثر من الهواء البارد في القطبية البحرية لان الهواء البارد كما قلنا اقل مقدرة على حمل بخار الماء.

الجبهات الهوائية FrontsAir:

أوضحنا فيما تقدم خصائص الكتل الهوائية وانواعها فضلاً عن تأثيراتها الطقسية والمناخية ، الأ ان ذلك يحدث عند انتقالها من مناطق نشوئها ، ولكن لالتقاء بين الكتل الهوائية غير المتجانسة في خصائصها ترافقه تأثيرات اكثر عنقاً وشدة عند مناطق الألتقاء، ويتكون بين الالتقاء لهذه الكتل غير المتجانسة سطح يعرف اصطلاحاً بالجبهة الهوائية FrontsAir وعندما تلتقي كتلتين غير متجانستين يتكون بينهما سطح يسمى بسطح الجبهات Front Surfaceأو سطح الأنفصالSurface of separation.

وتعرف الجبهة الهوائية وفق ذلك بأنها (منطقة فاصلة بين كتلتين هوائيتين مختلفتين في خصائصهما من حيث الحرارة والرطوبة) ، وتعد الجبهة الهوائية هذه منطقة انتقالية يترأوح عرضها بين (50- 100 كم) وطولها اكثر من 4000 كم.وتتميز الجبهة الهوائية بوجود تغيير سريع وحاد في خصائصها المناخية (الحرارة ، الضغط الجوي، الرياح وظواهرها الجوية).

لقد تطورت دراسة الجبهات الهوائية لأول مره في معهد (بيرجين) للارصاد الجوية في النرويج وذلك خلال الحرب العالمية الأولى والذي استوحى مفهومه (اسم الجبهة) من خلال ما يحدث عندما يلتقي جيشين متحاربين على طول جبهة واحده, فكما يحاول كل جيش ان يقتحم صفوف الجيش الأخر ، فأن هواء كل كتلة من الكتلتين المتقابلتين يحأول الاندفاع باستمرار في منطقة هواء الكتلة الأخرى، الا ان هواء الكتلة الباردة يبقى ملاصقاً لسطح الأرض بسبب ثقل مكوناته، اما هواء الكتلة الدافئة فيندفع فوق سطح الأنفصال بشكل موجات، وكل موجة تمثل نواة لأحد المنخفضات الجوية التي تعقب ذلك. وتقسم الجبهات الهوائية الى ما يأتي:

1- الجبهة الباردة Cold Front:

يطلق على مقدمة الهواء البارد الذي يلتقي مع الهواء الدافئ اسم الجبهة الباردة ويتميز منحدر الجبهة بأنه شديد الأنحدار ويصل الى (1: 100)، أي تنحدر متراً واحداً عمودياً مقابل كل (100 متر) افقياً، ويقوم الهواء البارد برفع الهواء الدافئ للاعلى ، وبالتالي تكاثفه بشكل غيوم ركامية مزنية(CD)تتطور الى عواصف رعدية مصحوبة بسقوط امطار غزيرة على مساحة صغيرة ولمدة قصيرة، ويرافق تقدم الجبهة الباردة انخفاض سريع في درجات الحرارة أولاً وتغير سريع في اتجاه الرياح الذي يصل الى (35 كم / ساعة) وتمثل على خرائط الطقس بشكل خطوط مستقيمة ترسم عليها مثلثات ممتلئة. كما يعقب سقوط الأمطار طقس بارد وانقشاع الغيوم.

abdulla · 04-03-2011, 07:13 PM

2- الجبهة الدافئة Warm Front:

تتكون الجبهة الدافئة عندما يتقدم الهواء الدافئ ويشغل منطقة كانت تغطيها كتلة هوائية باردة، ويتصف منحدر الجبهة الذي يفصل بها عن الباردة بانحدار تدريجي يترأوح بين (1 :250)، أي تنحدر متراً واحداً عمودياً لكل 250 متراً. وتصل سرع تحرك الجبهة الدافئة بين (20- 25 كم) يرافقها انخفاض حرارة الطبقة للهواء البارد ذاتياً لتحركه فوق سطح بارد مما يرافقه من تكون غيوم السيروز (Cirrus)، كعلامة على تقدمها، ومن ثم ظهور غيوم طبقية عالية وغيوم طبقية متوسطة (AS) وطبقية مزنية (NS)، وتسبب سقوط امطار خفيفة بشكل رذاذ خفيف في بادئ الأمر الى امطار غزيرة، وبعد مرور الجبهة تصبح السماء صافية وزيادة واضحة في درجات الحرارة وتغير الرياح من اتجاهاتها، ويرمز لهذه الجبهة في خرائط الطقس بخطوط حمراء مدببة.

فضلاً عن هذين النوعين الرئيسين من الجبهات الهوائية تظهر انواع اخرى من الجبهات، فعندما توجد كتلتين هوائتين مختلفتين ولكنهما متجاورتين عنهما بأن سطح الجبهة يكون ثابتاًStationary Front، ولا يحدث من جراء وجود هذا الجبهة اي تغيرات في خصائص الطقس، الا في حالة الأحتكاك بين جوانب الجبهتين، والذي يرافقه تساقط قليل من الامطار من خلال تكاثف اطراف هواء الجبهة الدافئة، في حين يظهر نوع اخر من الجبهات عندما يتقدم الهواء البارد النشط، ويستطيع تشكيل جبهة باردة في مؤخرة المنخفض الجوي، مما يجبر ذلك الهواء الدافئ بالصعود للأعلى وتعرف الجبهة المتكونة بجبهة الأنطباق ، وعندما تكون درجة حرارة الهواء البارد النشط في مؤخرة المنخفض الجوي اقل حرارة من حرارة الهواء البارد الموجود في مقدمة المنخفض الجوي فأن جبهة الأنطباق هذه تسمى بنمط البارد لجبهة الأنطباق، في حين اذا كانت درجة الحرارة الهواء البارد المتقدم في مؤخرة اعلى من حرارة الهواء البارد في مقدمة المنخفض الجوي فيسمى نمط جبهة الأنطباق هذه بنمط الهواء الدافئ لجبهة الأنطباق.

وتقسم الجبهات الهوائية ايضاً وفقاً لموقعها الجغرافي الى :

1- الجبهة الأستوائية : ويطلق عليها عند التقاء الكتل الهوائية الأستوائية مع الكتل الهوائية المدارية وهذا ما سيتم توضيحه لاحقاً.

2-الجبهة المدارية : وتتكون عند التقاء الكتل المدارية مع الكتل الهوائية المعتدلة.

3- الجبهة القطبية: وتظهر في مناطق التقاء الكتل الهوائية القطبية مع الكتل الهوائية المدارية.

سادساً: التوزيع الجغرافي للكتل الهوائية :

يرتبط توزيع الكتل الهوائية جغرافياً بمناطق النشوء(المصدر) والمناطق التي تتجه لها والتأثير الذي تعكسه خلال مسيرتها واستقرارها، ويختلف هذا التوزيع خلال فصلي السنة الرئيسين (الصيف والشتاء)، وبين نصفي الأرض الشمالي والجنوبي، ولاجل اعطاء صورة واضحة عن ذلك فسيتم تنأول هذا التوزيع وفق ما يأتي:

أ- التوزيع الجغرافي للكتل الهوائية خلال فصل الصيف :

يخضع النصف الشمالي خلال فصل الصيف الى سقوط اشعة الشمس بصورة عمودية على مدار السرطان، وما يرافق ذلك من ارتفاع الحرارة على اليابسة واقل من ذلك على المسطحات المائية، مما يؤدي الى تقلص مساحة منطقة الضغط العالي المتركزة على مدار السرطان أولاً: وتزحزها الى شمال موقعها ثانياً، فضلاً عن انتقال منطقة الضغط الواطئ الأستوائية الى الشمال ثالثاً، لذلك تتحرك الكتل الهوائية الأستوائية البحرية (ME) Maritime Equ بأتجاه الشمال ليصل تأثيرها الى دائرة عرض(20 ْ شمالاً)، اما الكتل الهوائية المدارية وبشطريها البحرية والقارية MT، CTفيصل تأثيرها الى دائرة عرض (50 ْ شمالاً).

اما الكتل الهوائية القطبية القارية منها والبحرية CP و MP فيتقلص تأثيرها خلال هذا الفصل ولا يتجاوز تأثيرها دائرة عرض (60 ْ شمالاً) لتقلص منطقة الضغط العالي في القطب صيفاً، ويبقى تأثير الكتل المتجمدة الشمالية القارية (CA ) على مساحة صغيرة في جزيرة جرينلاند.

ويحدث العكس في النصف الجنوبي حيث يسود فصل الشتاء لذلك تتوسع منطقة الضغط العالي فوق مدار الجدي ، وتنشط الكتل الهوائية المدارية القارية والبحرية ويصل تأثيرها الى دائرة العرض الأستوائية، لتحرك منطقة الضغط العالي المداري (مدار الجدي) الى شمال موقعها، وتتقدم الكتل الهوائية القطبية البحرية MPالمتكونة فوق القارة القطبية الجنوبية بأتجاه منطقة الضغط الواطئ في الدائرة القطبية الجنوبية والتي تقلصت خلال هذا الفصل.

ب - التوزيع الجغرافي للكتل الهوائية خلال فصل الشتاء :

نظراً لانتقال حركة الشمس الظاهرية خلال هذا الفصل الى النصف الجنوبي من الكرة الأرضية، وسقوطها بشكل عمودي على النصف الجنوبي من الكره الارضية، في حين تسقط بشكل مائل على النصف الشمالي وبالتالي تناقص معدلات الحرارة على اليابس بدرجات كبيرة لسببين أولهما ميلان اشعة الشمس وثانيهما ان اليابسة تفقد الحرارة بسرعة. مما يرافق ذلك تكون لمناطق الضغوط العالية والتحامها مع منطقة الضغط العالي فوق مدار السرطان والقطب الشمالي، وتوسع منطقة الضغط العالي القطبي وتقدمها باتجاه الجنوب لتغطي مناطق سيبريا في اسيا أو شمال أوربا ، وشمال كندا فتنشط الكتل الهوائية القطبية القارية CP والقطبية البحرية MP ليصل تأثيرهما الى دائرة عرض (30 ْ شمالاً)، مع نشاط واضح للكتل الهوائية المتجمدة ، كما تنشط الكتل الهوائية المدارية القارية والبحرية ct.mt ليصل تأثيرها الى دائرة العرض الأستوائية وتضعف الكتل الهوائية الأستوائية المتحركة باتجاهها.

ويحدث العكس في النصف الجنوبي اذ خلال هذا الفصل والذي يمثل الصف الجنوبي فلا يشهد تغيراُ كبيراً في الضغط الجوي لسعة المسطحات المائية، اذ تم توضيح ذلك في خطوط الضغط المتسأوية خلال هذا الفصل في النصف الجنوبي والتي تأخذ امتداداً متوازياً غير متعرج، وبشكل تبقى معه الكتل الهوائية المدارية ليصل تأثيرها الى دائرة عرض (45 ْ جنوباً)

ويبقى تأثير الكتل الهوائية القطبية الجنوبية البحرية MP الى الحدود نفسها ، اما القارة القطبية الجنوبيسة (انتاركتيكا) فتخضع لتأثير الكتل الهوائية المتجمدة CA.

abdulla · 04-10-2011, 04:32 PM

العوامل المؤثرة على المناخ (العوامل الداخلية)

(التضاريس- اليابس والماء- التيارات البحرية)

اولاً:التضاريس:-

يعد الوضعالتضاريسي والطوبوغرافي من العوامل المؤثرة في التباين الحراري من مكان إلى اخر ، إذ اعطى تريوارثا Trewartha اهمية للتضاريس بعد توزيع الماء واليابس في التاثير على عناصر الطقس والمناخ.

يعمل الارتفاع والانخفاض عن مستوى سطح البحر على التغيير العمودي لدرجات حرارة الهواء مقارنة مع مناطق اخرى في نفس دوائر العرض ، فكلما ارتفعنا (100 متراً ) عن مستوى سطح البحر تنخفض درجة الحرارة الهواء الجاف درجة مئوية واحدة ، اما في الهواء الرطب فتنخفض درجة الحرارة بمقدار ( 0.65مْ ) وذلك بسبب التبريد الذاتي للهواء الجاف (Dry Adiabatic Laps ) والتبريد الذاتي للهواء الرطب ( Wet Adiabatic Laps Rate ) في حالة الارتفاع إلى الاعلى، وهذا يعود إلى الابتعاد عن مصدر التسخين الذي هو الأرض وقصر طول عمود الهواء ، ووجد ايضاً بأنه عندما يبدأ الهواء بالهبوط إلى الاسفل تبدأ درجة حرارته بالارتفاع بعكس الحالة الأولى ، ويطلق على هذه الحالة (بالتسخين الاديباتيكي) للهواء الهابط .

ويوجد عامل اخر يؤثر على معدلات الحرارة وتباينها مكانياً وزمنياً يتمثل في طبيعة شكل سطح الأرض ، فمنها اراضي مستوية تقترب من مستوى سطح البحر واخرى مرتفعة ومتباينة في ارتفاعها ، إذ إن الأراضي المستوية تستلم قيماً من الاشعاع الشمسي اكبر من تلك التي تستلمها سفوح المنحدرات الجبلية أولاً ، ولأن معظم مكونات الغلاف الجوي الناقلة للحرارة بالقرب من سطح الاض ثانياً ، مما يؤدي ذلك إلى ارتفاع الحرارة بالقرب من سطح الأرض مقارنة بالمرتفعات ، فضلاً عن إن الهواء القريب من سطح الأرض يتأثر بالحرارة التي يشعها هذا السطح فترتفع حرارته، في حين إن تناقص الاشعاع مع الارتفاع يعني تناقص الحرارة ، هذا من جهة ومن جهة اخرى فإن الاشعة التي تسقط على المناطق المرتفعة ( الجبال ) لاتسقط في اغلب ساعات النهار الا على جإنب واحد من جوإنبه والذي يكون مواجهاً لتلك الاسعة ، في حين لايصل للجوإنب الاخرى التي إن تقوم بعملية الاكتساب فإنها تفقد حرارتها.

ويؤثر التباين في التضاريس ليس فقط في اختلاف الحرارة وتناقصها مع الارتفاع والذي تم توضيحه في موضوع الانخفاض الاديباتيكي للحرارة وإنما من خلال توزيعها الجغرافي وارتفاعها وطبيعة امتدادها ، فمثلاً سلاسل جبال الهملايا في قارة اسيا والتي تعد اعلى السلاسل الجبلية ارتفاعاً ، وتتوسطها اعلى قمة جبلية في العالم وهي قمة جبل ( افرست ) التي يصل ارتفاعها إلى اكثر من ( 8882 متراً ) فوق مستوى سطح البحر ، فضلاً عن امتدادها من الغرب إلى الشرق ، كل ذلك جعل منها تشكل حاجزاً طبيعياً يقف حائلاً امام تقدم الكتل الهوائية القطبية والرياح الشمالية الشرقية الباردة والقادمة من مركز الضغط العالي القطبي الثابت في شمال وشرق سيبريا فتقلل من تقدمها باتجاه المناطق التي تقع إلى جنوبها، وهذا يؤثر في تسجيل معدلات حرارية منخفضة في المناطق التي تهب عليها في وسط وشمال اسيا، في حين تبقى معدلات الحرارة معتدلة مع سيادة الدفء في المناطق الواقعة إلى جنوب تلك السلاسل أو المرتفعات الجبلية.

كما يؤثر امتداد سلاسل جبال الالب في أوربا على اختلاف معدلات درجات الحرارة وكميات الامطار الساقطة في المناطق الواقعة إلى شمال وجنوب امتدادتها ، اما المناطق التي لا تظهر فيها مثل هذه الامتدادات الجغرافية كما في المنطقة المفتوحة في شمال وجنوب قارة امريكا الشمالية فيحدث فيها العكس ، إذ إن عدم وجود الجبال في شمال القارة جعلها منطقة مفتوحة امام توغل الكتل الهوائية القطبية والرياح الشمالية الشرقية الباردة والتي تعمل على خفض معدلات الحرارة إلى اقل من ( -34مْ) تحت الصفر، كما في المناطق المجاورة لخليج (هدسن) والبحيرات العظمى ويرافق ذلك ايضاً تجمد المياه في خليج سانت لورنس Sant Loranse، مقارنة ًمع المنطقة الجنوبية من القارة والتي تتأثر بالرياح الجنوبية الغربية التي تحمل الدفء والرطوبة من خليج المكسيك فتتوغل إلى داخل القارة لعدم وجود سلاسل جبلية في جنوبها ايضاً.

abdulla · 04-19-2011, 07:55 PM

ثانياً: اليابس والماء:-

يقصد بالموقع الجغرافي ( بأنه موقع المكان أو المنطقة بالنسبة لليابس أو الماء) ، ونظراً لأن الكرة الأرضية تتكون من نصفين مختلفين احدهما شمالي، والاخر جنوبي، وتشكل اليابسة في النصف الشمالي مساحة واسعة تصل نسبتها إلى (71٪ ) ، في حين إن المسطحات المائية لا تشكل الا نسبة تقل عن (29٪ ) ، اما النصف الجنوبي فتشغل فيه المياه مساحة واسعة وبنسبة (71٪)، في حين إن اليابسة تشغل حوالي (29٪ ) فقط ، لذلك اطلق على النصف الشمالي بالنصف اليابس ( القاري ) ، في حين اطلق على النصف الجنوبي بالنصف المائي ، هذا من جهة ، ومن جهة اخرى تتداخل المسطحات المائية بين الأراضي اليابسة في النصف الشمالي ، وتتداخل اليابسة بين المسطحات المائية في النصف الجنوبي ، وإن هذا التباين يؤدي إلى التباين في معدلات الحرارة المسجلة في كل منهما للاختلاف في عمليات الاكتساب والفقدان وبالتالي الاختلاف في إنتاج الحرارة، ويرجع التباين في إنتاج الحرارة بين اليابسة والماء إلى عدد من العوامل منها :

‌أ. تعد الحرارة النوعية للماء اعلى من الحرارة النوعية لليابس حيث تبلغ الحرارة النوعية للماء ثلاثة اضعاف الحرارة النوعية لليابس، لذلك نجد بأن الغرام الواحد من الماء يحتاج لرفع درجة حرارته درجة مئوية واحدة إلى ثلاثة اضعاف الحرارة التي يحتاجها غرام واحد من اليابسة، مما يجعل من الماء يحتفظ بحرارته خلال الفصلين أولاً ، كما إنها تجعله يكتسب ويفقد الحرارة ببطء ثانياً ، لذلك فإن اكتسابه للحرارة ببطء صيفاً يجعله اقل حرارة من اليابسة التي تكتسب الحرارة بسرعة ، مما يؤدي ذلك إلى تسجيل معدلات حرارة مرتفعة على المناطق اليابسة مقارنةً بالمناطق التي فيها أو تحيط بها المسطحات المائية . اما خلال الفصل البارد ( فصل الشتاء ) فإن المسطحات المائية تفقد الحرارة ببطء ايضاً، فهي ستحتفظ بحرارتها ، في حين إن اليابسة تفقد الحرارة بسرعة لذا تسجل فيها معدلات حرارية منخفضة .
‌ب. نظراً لأن اليابسة تكون قشرتها السطحية صلبة فإن ما تكتسبه من حرارة لا يصل إلى عمق اكثر من ( 20 متراً ) فتتجمع الحرارة عند سطحها فترتفع الحرارة فيها بسرعة ، في حين إن الطبقة العليا من الماء السائلة، فإن عمق طبقة الماء التي تتاثر بحرارة الشمس تصل إلى اكثر من (200 متراً ) ، وبذلك فإن الحرارة ستتوزع مع العمق على كتلة ماء كبيرة ، فضلاً عن ما تقوم به التيارات البحرية الافقية من مزج حراري وبالتالي تقليل معدلات الحرارة المنتجة على المسطحات المائية مقارنة ًمع باليابسة.
‌ج. عندما يتعرض الماء إلى الاشعاع الشمسي ويبدأ اكتسابه ببطء ، وإن ما يكتسبه من حرارة يستغل جزءاً كبيراً منه في تحويل الماء من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية عن طريق عملية التبخر ، وبذلك تستنفذ معظم الطاقة اللازمة للتسخين عن طريق التبخر فتقل الحرارة على المسطحات المائية مقارنة مع اليابسة التي تقل فيها مساحة الماء ، وهذا يؤدي إلى تسجل معدلات حرارية معتدلة على المسطحات المائية مقارنة مع اليابسة التي تسجل فيها درجات حرارة مرتفعة .
‌د. عدم استقرار الماء الذي يقوم باكتساب الحرارة واختلاطه من خلال حركة المياه اما بشكل مد و جزر ، أم من خلال التيارات البحرية أو المحيطية، وهذا يؤدي إلى توزيع الحرارة وانتقالها وعدم تجمعها وبالتالي انخفاضها، في حين إن جسم اليابسة ثابت وهذا الثبات يسهم في عملية التراكم الحراري وبالتالي رفع درجة حرارة اليابسة مقارنة مع المسطحات المائية.

abdulla · 04-19-2011, 07:57 PM

ثالثاً: التيارات البحرية Ocean Currents:

يقصد بالتيار البحري (بأنه حجم واسع من الماء متجانس في خصائصه الحرارية والرطوبية يتحرك بين منطقتين متباينتين بسبب الاختلاف في الحجم Density والضغط الجوي وحركة واتجاه الرياح (قوة كوريلس ) وشكل الساحل ) ، وتتميز التيارات البحرية بطبقات مائية مختلطة Mixed Layer ودرجاتها الحرارية متجانسة ، كما تمتد تحت السطح بعمق يصل بين (180- 450 متراً).

وتتباين التيارات البحرية في حرارتها تبعاً للمصدر الذي تنشأ فيه، فمنها ما تكون بشكل تيارات بحرية دافئة Warm Current ، واخرى باردة Cold Current ، وإن لكل منهما تأثيراته الحرارية على المناطق التي تمر بجوارها سواء الساحلية منها ام الداخلية .

وتعد التيارات البحرية التي تمر بجوار المناطق الساحلية من اهم العوامل التي تعمل على اختلاف توزيع الحرارة على تلك المناطق التي تقع في ضمن دوائر عرض واحدة ، ويظهر تاثير التيارات البحرية في اختلاف توزيع معدلات درجات الحرارة بشكل واضح في حركة التيارات البحرية في المحيط الاطلسي عندما يتم رسم خطوط الحرارة المتساوية(Isotherms) بين قارتي أوراسيا ( أوربا واسيا ) وقارة امريكا الشمالية في النصف الشمالي، وقارتي افريقيا وامريكا الجنوبية في نصف الكرة الجنوبي.

ان حركة التيارات البحرية تبدأ تحت تاثير حركة وقوة احتكاك الرياح السائدة وتخضع بانتقالها على دوائر العرض ايضا لتاثير قوة كوريلس (قوة الأنحراف)، ففي المنطقة الواقعة بين دائرتي عرض (10 ْ – 30 ْ شمالاً وجنوباً) تتحرك مياه المحيط الاطلسي تحت تاثير الرياح التجارية الشمالية الشرقية والجنوبية الشرقية دافعة ً المياه بشكل تيارين مائيين يتجهان نحو دائرة العرض الاستوائية ذات الضغط الواطئ ، وبعد وصولها إلى المنطقة الاستوائية والتي تتميز بغزارة امطارها وارتفاع مناسيب المياه فيها، فإنهما ينقسمان إلى تيارين :

1- تيار استوائي راجع شمالي يسير بمحاذاة الساحل الشمالي الشرقي لقارة امريكا الجنوبية ويدخل إلى البحر الكاريبي فيؤثر على اتجاهه شكل الساحل ، ويتقدم في خليج المكسيك حيث يعرف بتيار الخليج الدافئ ، ثم يتقدم باتجاه الشمال ويخضع هنا إلى حركة واتجاه الرياح العكسية (الجنوبية الغربية ) الخارجة من منطقة الضغط العالي حول مدار السرطان ، ويقطع المحيط الاطلسي مرةً اخرى باتجاه السواحل الغربية والشمالية الغربية لأوربا ، مما يؤثر في رفع درجات الحرارة والرطوبة وسقوط الامطار ، وبعد إن يصل إلى تلك السواحل يتفرع منه تيار باتجاه الجنوب فيصل إلى السواحل الشمالية الغربية من افريقيا ويعرف هناك باسم ( تيار الكناري البارد ) بعد إن يفقد حرارته ويتزود بمعدلات حرارية من العروض الوسطى التي تحرك منها .
2- اما التيار الثاني في المنطقة الاستوائية وهو التيار الاستوائي الرجعي الجنوبي فيسير بمحاذاة السواحل الشرقية من قارة امريكا الجنوبية مع امتداد ساحل البرازيل فيعرف باسم (تيار البرازيل الدافئ ) ، ويسهم هذا التيار في رفع درجات الحرارة على الساحل البرازيلي وحتى دوائر العرض ( 35 ْ – 40 ْ جنوباً) وهنا ينحرف تحت تاثير الرياح العكسية (الشمالية الغربية ) الخارجة من منطقة الضغط العالي حول مدار الجدي ، ويقطع المحيط الاطلسي الجنوبي ليصل إلى الساحل الجنوبي الغربي من افريقيا ، ويعرف هنا بـ( تيار بنجويلا البارد ) Cold Bangwiala .

وتوضح تسجيلات معدلات الحرارة في سواحل غرب أوربا وبمقارنتها مع سواحل شرق قارة امريكا الشمالية دور التيارات البحرية في ذلك ، إذ سجلت معدلات حرارية وصلت إلى ( 8.2مْ ) في مدينة ( ابورتو ) البرتغالية في شهر كانون الثاني ، في حين ولنفس الشهر وضمن دائرة العرض نفسها (41 ْ شمالاً ) التي تقع عليها تلك المدينة سجلت معدلاً للحرارة وصل إلى اقل من ( -1مْ ) في مدينة ( نيويورك ) الواقعة على الساحل الشرقي من امريكا الشمالية والمقابلة للسواحل البرتغالية .

شكل (19)

التوزيع الجغرافي للتيارات البحرية في المحيط الاطلسي

كما يمكن توضيح تاثير التيارات في اختلاف توزيع معدلات الحرارة على سطح الأرض من خلال مقارنة خريطة التوزيع الجغرافي للتيارات البحريةشكل (19، 20)، مع خريطة التوزيع الجغرافي للحرارة والذي يظهر من خلالهما بأن معدلات الحرارة المسجلة على السواحل الغربية للقارات في المنطقة المدارية اقل من معدلات الحرارة المسجلة على السواحل الشرقية، وذلك لأن السواحل الغربية تقع تحت تاثير التيارات البحرية الباردة ، في حين تخضع السواحل الشرقية بين المدارين ( الساحل الشرقي للامريكيتين) والمقابل لها لتاثير تياري الخليج والبرازيل الدافئين .

ويختلف تاثير التيارات البحرية باختلاف معدلات الحرارة كلما انتقلنا من المنطقة المدارية باتجاه القطبين ، إذ تقع المنطقة الشمالية الشرقية من قارة امريكا الشمالية تحت تاثير تيار لبرادور البارد والذي يرافقه انخفاض في درجات الحرارة وبالشكل الذي يؤثر في تجمد مياه خليج سانت لورنس ، في حين وعلى نفس امتداد دوائر العرض الشمالية نجد إن السواحل الغربية من أوربا والواقعة إلى شمال دائرة عرض ( 45 ْْ شمالاً ) تتميز بالدفئ وسقوط الامطار المنتظمة نتيجة تأثرها بتيار الخليج الدافئ والذي يقطع المحيط الاطلسي بتاثير الرياح العكسية (الجنوبية الغربية ) كما أوضحنا ذلك.

ويظهر تاثير التيارات البحرية بشكل اكثر وضوحاً عند مقارنة السواحل الشرقية والغربية لقارة امريكا الشمالية ، ومن ملاحظة الشكل (20) يتبين لنا بأن السواحل الشمالية الغربية من القارة تقع تحت تاثير تيار اليابان الدافئ والذي حدد من خصائصها المناخية ، فقد تميزت بالدفء مع سقوط امطار دائمية وجعلها تدخل في ضمن خصائص مناخ غرب القارات ، اما الساحل الشمالي الشرقي للقارة والمقابل له فيتميز بانخفاض الحرارة مع الجفاف لكونه يخضع لتاثير (تيار لبرادور ) البارد شكل (19).

اما الساحل الجنوبي الغربي من القارة فيتميز بخصائص تختلف عن ذلك ، إذ يتاثر الساحل الجنوبي الغربي بتيار كاليفورنيا البارد ، في حين إن الساحل الجنوبي الشرقي المقابل له يتميز بخصائص الدفء والرطوبة وسقوط الامطار الدائمية لوقوعه تحت تاثير تيار خليج المكسيك الدافئ والذي يمتد تاثيره ليغطي شبه جزيرة فلوريدا باكملها .

ويحدث العكس في النصف الجنوبي من قارة امريكا الجنوبية ، إذ تشير التسجيلات الحرارية إلى إن المنطقة الواقعة بين خليج جواياكل Guayaquil Bay وميناء (كلاو Gallo ) على الساحل الغربي منخفضة في معدلاتها الحرارية مقارنة مع الساحل الشرقي المقابل له ، وذلك لتاثير تيار ( همبولت البارد ) في الأولى وتيار (البرازيل الدافئ) في الثانية ، ثم تتغير معدلات الحرارة خلال الفصل البارد في المنطقة الواقعة إلى جنوب (كلاو) فترتفع الحرارة بتاثير تيار النينو El-Ninoالدافئ،الذي يحل محل تيار همبولت أو ( بيرو ) البارد ، اما على الساحل الشرقي المقابل فإن معدلات الحرارة تبدا بالتناقص من خليج لابلاتا وحتى اقصى جنوب شرق القارة ، وذلك لتاثير تيار فوكلاند Facl Land البارد والذي هو تيار قادم من المحيط المتجمد الجنوبي . ويظهر تاثير التيارات البحرية في اختلاف معدلات الحرارة بين الساحلين بحيث يصل الفرق في الحرارة بينهما إلى حوالي (12مْ ) خلال شهر تموز ، وإلى (4مْ ) في شهر كانون الثاني.